申请日2008.09.27
公开(公告)日2014.01.29
IPC分类号B63J4/00; C02F1/52
摘要
本发明公开一种污水纯化系统和船。本发明还公开一种絮凝装置，该絮凝装置减小尺寸并且能够有效地产生磁性微小絮状物和磁性絮状物。在根据本发明的絮凝装置(14)中，高速搅动罐(14A)、减速容器(14C)和低速搅动罐(14B)结合在一个外壳中以形成一个整体结构。为了减速从高速搅动罐(14A)以高速流出的原水，减速容器(14C)包括两个薄板(42，44)。另外，即使在空气从其中排空以后，高速搅动罐(14A)、减速容器(14C)和低速搅动罐(14B)整体地并且填充有原水。因而，即使当絮凝装置(14)位于诸如船的摇晃状态中时，原水可以通过减速容器从高速搅动罐平稳地流动到低速搅动罐的内部，而在所述絮凝装置的每个罐(14A，14C和14B)处都没有波纹。
权利要求书
1.一种污水纯化系统，用于安装在船上，所述污水纯化系统包括絮凝 装置，其中所述絮凝装置包括：
高速搅动罐，所述高速搅动罐使用以第一转动速度旋转的搅动桨叶搅 动被加入磁性粒子和凝聚剂的原水而在所述原水中产生具有几十毫米尺寸 的磁性微小絮状物;
减速容器，所述减速容器将流出高速搅动罐的原水的速度降低到预定 速度，并且在所述减速容器中，高分子凝聚剂被加入所述原水;和
低速搅动罐，所述低速搅动罐使用以第二转动速度旋转的搅动桨叶搅 动流出减速容器的原水而在原水中产生磁性絮状物，所述第二转动速度比 第一转动速度慢，其中：
高速搅动罐、减速容器和低速搅动罐以整体结构合并成一个外壳并且 被密封，并且
原水流动通过充满原水的高速搅动罐、减速容器和低速搅动罐。
2.根据权利要求1所述的污水纯化系统，其中：
所述低速搅动罐是多级搅动容器，其中多个容器被连续地连接，
搅动桨叶设置在每个搅动容器处，和
随着原水从上游走到下游时，每个搅动桨叶的转动速度被设置为更低， 从而防止所产生的磁性絮状物因为原水的流动速度而破裂。
3.根据权利要求2所述的污水纯化系统，其中：
多级搅动容器的每个容器被用薄板与相邻的容器分开，和
在多级搅动容器的相邻搅动容器中，形成在相邻搅动容器之间的薄板 上的用于流出原水的开口的尺寸被设置成使得相邻搅动容器的上游处的搅 动容器中的搅动桨叶的圆周速度变得等于从相邻搅动容器的上游处的搅动 容器流到相邻搅动容器的下游处的搅动容器的原水的速度。
4.一种船，絮凝装置安装在船上，其中所述絮凝装置包括：
高速搅动罐，所述高速搅动罐使用以第一转动速度旋转的搅动桨叶搅 动被加入磁性粒子和凝聚剂的原水而在所述原水中产生具有几十毫米尺寸 的磁性微小絮状物;
减速容器，所述减速容器将流出高速搅动罐的原水的速度降低到预定 速度，并且在所述减速容器中，高分子凝聚剂被加入所述原水;和
低速搅动罐，所述低速搅动罐使用以第二转动速度旋转的搅动桨叶搅 动流出减速容器的原水而在原水中产生磁性絮状物，所述第二转动速度比 第一转动速度慢，其中：
高速搅动罐、减速容器和低速搅动罐以整体结构合并成一个外壳并且 被密封，并且
原水流动通过充满原水的高速搅动罐、减速容器和低速搅动罐。
5.根据权利要求4所述的船，其中：
所述低速搅动罐是多级搅动容器，其中多个容器被连续地连接，
搅动桨叶设置在每个搅动容器处，和
随着原水从上游走到下游时，每个搅动桨叶的转动速度被设置为更低， 从而防止所产生的磁性絮状物因为原水的流动速度而破裂。
6.根据权利要求5所述的船，其中：
多级搅动容器的每个容器被用薄板与相邻的容器分开，和
在多级搅动容器的相邻搅动容器中，形成在相邻搅动容器之间的薄板 上的用于流出原水的开口的尺寸被设置成使得相邻搅动容器的上游处的搅 动容器中的搅动桨叶的圆周速度变得等于从相邻搅动容器的上游处的搅动 容器流到相邻搅动容器的下游处的搅动容器的原水的速度。
说明书
污水纯化系统和船
本申请是申请人株式会社日立工业设备技术在2008年9月27日申请的 发明名称为絮凝装置并且申请号为200810168939.3的申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种絮凝装置，具体地涉及一种在用高速搅动罐以高速率 搅动原水以后，通过用低速搅动罐以低速率搅动原水，而在原水中产生磁 性絮状物的絮凝装置。
背景技术
污水纯化系统包括絮凝装置、磁性分离装置等等，传统地被称为移除 下水道和工业排水渠的原水中的污染物的装置。通过在加入凝聚剂和磁性 粒子后搅动原水，所述絮凝装置在所述原水中产生具有磁性的如磁性絮状 物的污染物。然后，通过被吸附到具有多个磁铁设置其上的磁性盘，磁性 分离装置分离并且移除由所述絮凝装置产生的磁性絮状物。
具有以高速搅动原水的第一搅动罐和以低速搅动原水的第二搅动罐 并且通过搅动罐在原水中产生磁性絮状物的絮凝装置被公开在日本待审 专利申请No.2005-218887中。
在所述絮凝装置中，絮凝装置、絮凝装置的第一搅动罐和第二搅动罐 由管道连接。具有数百μm尺寸的磁性微小絮状物通过用第一搅动罐以高速 度搅动原水而产生，并且磁性微小絮状物与原水通过所述管道传送到第二 搅动罐。于是，通过用第二搅动罐以低速度搅动原水，磁性微小絮状物形 成具有几mm尺寸的磁性絮状物。
发明内容
然而，日本待审专利申请No.2005-218887的絮凝装置，具有的结构 为第一搅动罐和第二搅动罐被分别地设置，并且通过管道连接。因此，所 述装置有尺寸大的问题。
同样，在日本待审专利申请No.2005-218887的絮凝装置中，流进第 一搅动罐和第二搅动罐的原水具有自由液面，所以，在诸如船里的摇动环 境里，在第一搅动罐和在第二搅动罐中的流动(层流)，受自由液面摇动的 影响。因而，存在不能很好地产生磁性微小絮状物和磁性絮状物的问题。
另外，在日本待审专利申请No.2005-218887的絮凝装置中，原水通 过所述管道以高速度直接地从第一搅动罐流到第二搅动罐，因而在第二搅 动罐中的原水中产生干扰流，所以，存在产生的磁性絮状物由干扰流而被 破坏的可能。
考虑到这种环境而完成了本发明。本发明的目的是提供一种絮凝装 置，所述絮凝装置可以在减小所述装置的尺寸的同时，适当地产生磁性微 小絮状物和磁性絮状物。
为了实现上述目的，根据本发明的第一方面设置一种絮凝装置包括： 高速搅动罐，所述高速搅动罐使用以第一转动速度旋转的搅动桨叶搅动被 加入磁性粒子和凝聚剂的原水而在所述原水中产生磁性微小絮状物;减速 容器，所述减速容器将流出高速搅动罐的原水的速度降低到预定速度，并 且在所述减速容器中，高分子凝聚剂被加入原水;和低速搅动罐，所述低 速搅动罐使用以第二转动速度旋转的搅动桨叶搅动流出减速容器的原水 而在原水中产生磁性絮状物，所述第二转动速度比第一转动速度慢，其中 高速搅动罐、减速容器和低速搅动罐作为整体结构并入一个外壳中并且被 密封，并且原水流动通过被原水充满的高速搅动罐、减速容器和低速搅动 罐。
根据本发明的第一方面，因为高速搅动罐、减速容器和低速搅动罐并 入同一外壳成为整体结构，存在降低所述装置尺寸的可能。絮凝装置的高 速搅动罐、减速容器和低速搅动罐具有密封的结构，并且原水在抽出空气 (空气从罐中排出)并且充满原水的高速搅动罐、减速容器和低速搅动罐的 内部流动。因此，在高速搅动罐、减速容器和低速搅动罐处，原水没有气 液界面(自由液面)。因而，甚至当污水纯化系统安装在诸如船的摇晃状态 中时，原水可以在高速搅动罐、减速容器和低速搅动罐的内部平稳地流动， 而没有波纹在絮凝装置的每个罐处。以这种方式，适当地产生磁性微小絮 状物和磁性絮状物F。
本发明的第二方面是根据第一方面的絮凝装置，其中低速搅动罐是多 级搅动容器，其中多个容器被连续地连接，搅动桨叶设置在每个搅动容器 处，并且每个搅动桨叶的转动速度被设置随着原水从上游向下游走而降 低，从而防止产生的磁性絮状物因原水的流动速度而破裂。
根据本发明的第二方面，设置在低速搅动罐的每个容器中的搅动桨叶 的转动速度被设置随着原水从上游向下游走而降低，以防止产生的磁性絮 状物因为原水的流动速度而被破坏。以这种方式，很好地产生磁性絮状物。
本发明的第三方面是根据第二方面的絮凝装置，其中多级搅动容器的 每个容器与相邻的容器用薄板分开，并且在薄板上的用于流出原水的开口 的尺寸被设置到预定尺寸，因而，在上游处的搅动容器中的搅动桨叶的圆 周速度变得等于在上游的搅动容器流出到在下游的搅动容器的原水的速 度。
根据本发明的第三方面，低速搅动罐的多级容器用薄板与相邻的容器 分开，并且形成在薄板上用于流出原水的开口的尺寸被设置到预定尺寸， 所述薄板用于分开在上游的容器与在下游的容器，从而，在上游的搅动容 器中旋转搅动桨叶的圆周速度变得等于在上游的搅动容器流出到在下游 的搅动容器的原水的速度。这能够很好地产生磁性絮状物。
优选地，高速搅动罐是密封的，并且包括空气释放管道和水释放管道， 因而，在所述罐充满原水并且原水没有自由液面的情况使用所述罐。如果 原水有自由液面，在诸如船中的摇动环境中，原水在第一搅动罐中的流动 受到自由液面摇动的影响。另一方面，根据本发明的方面，高速搅动罐使 用在罐充满原水的密封状态。因而，甚至在摇动情况下，原水在高速搅动 罐中的流动不受摇动的影响。所述方面的高速搅动罐是连续搅动罐，原水 被连续地供应到其中。原水在罐内部的流动依靠得到压力梯度的泵、高速 搅动罐和在罐内部的搅动装置的内部结构，并且，由于充满原水的高速搅 动罐在密封状态使用，而不受摇动或者梯度的影响。因此，从高速搅动罐 或者搅动装置看的坐标系统中原水流没有改变。
在高速搅动罐中，同样优选地，在高速搅动罐的通路(进口和出口) 处设置法线方向垂直于高速搅动罐的搅动装置的轴线，从而高速搅动罐的 平均流动方向平行于搅动装置的轴线。通过设置通路的法线方向与搅动装 置的轴线相互垂直，高速搅动罐的平均流动方向等于轴流方向。因此，通 过大旋转类型循环引起的流动缩短，由搅动桨叶几乎不发生旋转而实现。 另外，产生沿着围绕搅动装置轴旋转的流动，从而，有可能实现实际延迟 时间接近在水文延迟时间中的理想值。
而且，优选地，当搅动桨叶的表面关于高速搅动罐的所述线的进口的 法线方向而移动到高速搅动罐的进口附近时，设置搅动桨叶的前法线与液 体流动法线相反。当搅动桨叶的表面关于进口的法线方向而变得靠近所述 进口时，从搅动桨叶的前表面排出的流对着进口的法线方向的流，从而， 有可能防止流进高速搅动罐的流被缩短。
另外，高速搅动罐优选地具有诸如密封立方体罐的结构。由于高速搅 动罐是密封的立体罐，没有必要为了罐的内部的搅动和混合反应而设置改 善湍流的隔板。
同样优选地，低速搅动罐被密封，并且包括空气释放管道和水释放管 道，从而，所述罐被使用在罐充满原水并且原水没有自由液面的情况。既 然由于罐被原水充满，原水在低速搅动罐中没有气液界面(自由液面)，则 在低速搅动罐中原水的流动不受摇动的影响。具体地，在诸如船的环境中， 如果原水具有自由液面，自由液面的摇动影响在低速搅动罐中原水的流 动。然而，当低速搅动罐被使用在罐被原水充满的状态时，在低速搅动罐 中原水的流动不受摇动的影响。相反，当在搅动罐中有空气隙和自由液面 时，罐的内部的水(包括空气)由于搅动罐摇动而移动。本发明的低速搅 动罐是具有连续流入和流出水的连续搅动罐。低速搅动罐在密封的状态使 用，并且由水充满，从而，水在内部的流动依靠泵驱动的压力梯度、低速 搅动罐和内部搅动装置的内部结构，而与摇动或者倾斜无关。因而，从低 速搅动罐或者搅动装置看的坐标系中处理流没有改变。
另外，在高速搅动罐和低速搅动罐中间位置设置减速容器，所述减速 容器作为低速搅动罐的部分而具有迂回路线结构，并且流进磁性絮状物产 生装置的水的速度阶段地降低。虽然高速搅动罐和低速搅动罐是分开的搅 动罐，高速搅动罐和低速搅动罐串联设置为连续搅动反应罐，并且通过液 流通路管道接连。减速容器设置在高速搅动罐和低速搅动罐的中间位置， 流动通路也设置为迂回路线，从而，减速容器避免了尺寸变大，并且原水 的流动速度降低。因而，有可能防止流进低速搅动罐的所述流的缩短。
另外，在低速搅动罐中，同样优选地，在低速搅动罐的通路处的法线 方向设置为垂直于低速搅动罐的搅动装置的轴线，从而，低速搅动罐的平 均流动方向平行于搅动装置的轴线。通过设置在通路处的法线和搅动装置 的轴线相互垂直，低速搅动罐的平均流动方向变得等于轴线流动方向。因 而，由搅动桨叶的旋转实现大转动类型循环产生的流的缩短几乎不发生。 另外，产生沿着围绕搅动装置轴线旋转的流动，因此，有可能实现真实延 迟时间接近于在水文延迟时间中的理想值。
而且，当搅动桨叶的表面相对低速搅动罐的线的进口法线方向移动到 低速搅动罐的进口附近时，在低速搅动罐中也是优选地设置搅动桨叶的前 法线与液体流动法线相反。当搅动桨叶的表面关于所述进口的法线方向变 得更靠近所述进口时，从搅动桨叶的前表面排出的流与所述进口的法线方 向的流动相反，因此有可能防止流进低速搅动罐的流动被缩短。
另外，低速搅动罐优选地具有诸如密封的立体罐的结构。由于高速 搅动罐是密封的立体罐，没有必要为了罐的内部的搅动和混合反应而设置 改善湍流的隔板。而且，使低速搅动罐具有连续的多级结构则更容易。在 低搅动罐中搅动的旋转速度可以被设置得随着从上游到下游阶段地流动 而更小，因而防止产生的磁性絮状物被破坏，并且促进磁性絮状物尺寸的 增长。
根据本发明的任何一个方面，由于高速搅动罐、减速容器和低速搅动 罐被整体地并入一个外壳中，减小絮凝装置的尺寸是有可能的。絮凝装置 的高速搅动罐、减速容器和低速搅动罐具有密封结构，并且在这些罐充满 原水的情况下，原水流进高速搅动罐、减速容器和低速搅动罐。因而，原 水在高速搅动罐、减速容器和低速搅动罐处没有自由液面。从而，甚至当 污水纯化系统使用在诸如船的摇晃状态中时，原水可以在高速搅动罐、减 速容器和低速搅动罐的内部平稳地流动，而在所述絮凝装置的每个罐处都 没有波纹。以这种方式，磁性微小絮状物和磁性絮状物F很好地产生。
